登录
1. 微波通信需要中继站，原因是 （
A.微波信号衰减特别快
B.微波信号传播速度慢
C.微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射
D.微波信号容易被干扰，信号容易丢失
C
）A.微波信号衰减特别快
B.微波信号传播速度慢
C.微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射
D.微波信号容易被干扰，信号容易丢失
答案
1.C
解析
【分析】
要解决这道题，需回忆微波通信的核心原理：微波属于电磁波，其传播特性是大致沿直线传播，而地球表面是曲面，微波无法沿地球表面绕射，远距离传输时会被地球遮挡，因此需要中继站接力传输。接下来逐一分析选项，排除错误表述即可得出答案。
【解析】
微波是波长较短的电磁波，传播特点为大致沿直线传播，而地球表面为曲面，微波无法沿地球表面绕射，若实现远距离微波通信，信号会因地球遮挡无法到达远方，因此需设置中继站接力传输。对选项分析如下：
A选项：微波信号衰减速度并非特别快，不是需要中继站的主要原因，错误；
B选项：所有电磁波在真空中传播速度均为光速，微波传播速度快，该选项错误；
C选项：微波沿直线传播，无法绕地球曲面，远距离传输需中继站，符合原理，正确；
D选项：微波抗干扰能力较强，信号不易丢失，不是需要中继站的原因，错误。
【答案】
C
【知识点】
微波通信、电磁波的传播特性
【点评】
本题考查微波通信的基础原理，属于初中物理的识记类基础题，主要考查学生对微波传播特点的掌握，区分不同电磁波的传播特性即可正确解答，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需回忆微波通信的核心原理：微波属于电磁波，其传播特性是大致沿直线传播，而地球表面是曲面，微波无法沿地球表面绕射，远距离传输时会被地球遮挡，因此需要中继站接力传输。接下来逐一分析选项，排除错误表述即可得出答案。
【解析】
微波是波长较短的电磁波，传播特点为大致沿直线传播，而地球表面为曲面，微波无法沿地球表面绕射，若实现远距离微波通信，信号会因地球遮挡无法到达远方，因此需设置中继站接力传输。对选项分析如下：
A选项：微波信号衰减速度并非特别快，不是需要中继站的主要原因，错误；
B选项：所有电磁波在真空中传播速度均为光速，微波传播速度快，该选项错误；
C选项：微波沿直线传播，无法绕地球曲面，远距离传输需中继站，符合原理，正确；
D选项：微波抗干扰能力较强，信号不易丢失，不是需要中继站的原因，错误。
【答案】
C
【知识点】
微波通信、电磁波的传播特性
【点评】
本题考查微波通信的基础原理，属于初中物理的识记类基础题，主要考查学生对微波传播特点的掌握，区分不同电磁波的传播特性即可正确解答，难度较低。
【难度系数】
0.7
2.（易错题）下列关于地球同步通信卫星的判断中正确的是 （
A.同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的
B.同步卫星在空中静止不动
C.同步卫星每天绕地球运转一周
D.同步卫星作为微波通信的中继站，地球上空至少要4颗才能将信号覆盖全球
A
）A.同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的
B.同步卫星在空中静止不动
C.同步卫星每天绕地球运转一周
D.同步卫星作为微波通信的中继站，地球上空至少要4颗才能将信号覆盖全球
答案
2.A
解析
【分析】
要解答本题，需先明确地球同步通信卫星的核心特性：运行周期与地球自转周期相同，轨道位于赤道平面，相对地面保持静止。再逐一分析各选项的表述是否符合该特性，同时注意区分“相对静止”与“绝对静止”的概念，以及全球通信所需同步卫星的数量要求。
【解析】
根据地球同步通信卫星的定义和特性，对各选项分析如下：
1. 选项A：地球同步卫星的运行周期等于地球自转周期（约24小时），轨道固定在赤道上空，因此相对于地面的位置保持不变，即相对地面静止，该选项表述正确。
2. 选项B：同步卫星并非绝对静止，它始终绕地球做匀速圆周运动，只是相对地面的相对位置不变，“在空中静止不动”的说法错误。
3. 选项C：同步卫星与地球自转同步，相对地面静止，并非像普通卫星那样“每天绕地球运转一周”，该选项表述错误。
4. 选项D：科学结论表明，地球上空至少需要3颗同步卫星即可实现全球信号覆盖，“至少4颗”的说法错误。
【答案】
A
【知识点】
地球同步通信卫星、相对运动
【点评】
本题为易错题，重点考查对地球同步通信卫星特性的理解，学生易混淆“相对地面静止”与“绝对静止”的概念，也容易记错全球通信所需同步卫星的数量，需准确掌握核心知识点。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需先明确地球同步通信卫星的核心特性：运行周期与地球自转周期相同，轨道位于赤道平面，相对地面保持静止。再逐一分析各选项的表述是否符合该特性，同时注意区分“相对静止”与“绝对静止”的概念，以及全球通信所需同步卫星的数量要求。
【解析】
根据地球同步通信卫星的定义和特性，对各选项分析如下：
1. 选项A：地球同步卫星的运行周期等于地球自转周期（约24小时），轨道固定在赤道上空，因此相对于地面的位置保持不变，即相对地面静止，该选项表述正确。
2. 选项B：同步卫星并非绝对静止，它始终绕地球做匀速圆周运动，只是相对地面的相对位置不变，“在空中静止不动”的说法错误。
3. 选项C：同步卫星与地球自转同步，相对地面静止，并非像普通卫星那样“每天绕地球运转一周”，该选项表述错误。
4. 选项D：科学结论表明，地球上空至少需要3颗同步卫星即可实现全球信号覆盖，“至少4颗”的说法错误。
【答案】
A
【知识点】
地球同步通信卫星、相对运动
【点评】
本题为易错题，重点考查对地球同步通信卫星特性的理解，学生易混淆“相对地面静止”与“绝对静止”的概念，也容易记错全球通信所需同步卫星的数量，需准确掌握核心知识点。
【难度系数】
0.5
3. 光纤通信就是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光导纤维是一种由玻璃制成的纤维，其应用前景非常广阔。下列关于光纤通信的说法正确的是（
A.光导纤维是导体
B.由于光的频率高，可以在一定时间内传播大量的信息
C.光波在光导纤维中传播的速度等于$3×10^8\ \mathrm{m/s}$
D.光波不是电磁波
B
）A.光导纤维是导体
B.由于光的频率高，可以在一定时间内传播大量的信息
C.光波在光导纤维中传播的速度等于$3×10^8\ \mathrm{m/s}$
D.光波不是电磁波
答案
3.B
解析
【分析】本题考查光纤通信的相关知识，解题时需逐一分析每个选项，结合光导纤维的材料、光的频率与信息传输的关系、光的传播速度、光波的属性等基础概念，判断各选项的正误，最终确定正确答案。
【解析】A选项：光导纤维由玻璃制成，玻璃是绝缘体，并非导体，故A错误；B选项：光的频率很高，根据通信原理，频率越高，相同时间内可传输的信息量越大，因此光纤通信能在一定时间内传输大量信息，故B正确；C选项：光在真空中的传播速度为$3×10^8\ \mathrm{m/s}$，而光波在光导纤维（介质）中传播的速度小于真空中的速度，故C错误；D选项：光波属于电磁波的一种，故D错误。综上，正确选项为B。
【答案】B
【知识点】光纤通信、光的传播、电磁波
【点评】本题属于基础识记类题目，考查光纤通信及光的相关基础概念，难度较低，学生只要牢记光导纤维的材料、光的频率与信息传输的关系、光的传播速度、光波的属性等知识点，即可正确作答。
【难度系数】0.7
【解析】A选项：光导纤维由玻璃制成，玻璃是绝缘体，并非导体，故A错误；B选项：光的频率很高，根据通信原理，频率越高，相同时间内可传输的信息量越大，因此光纤通信能在一定时间内传输大量信息，故B正确；C选项：光在真空中的传播速度为$3×10^8\ \mathrm{m/s}$，而光波在光导纤维（介质）中传播的速度小于真空中的速度，故C错误；D选项：光波属于电磁波的一种，故D错误。综上，正确选项为B。
【答案】B
【知识点】光纤通信、光的传播、电磁波
【点评】本题属于基础识记类题目，考查光纤通信及光的相关基础概念，难度较低，学生只要牢记光导纤维的材料、光的频率与信息传输的关系、光的传播速度、光波的属性等知识点，即可正确作答。
【难度系数】0.7
4.(教材素材改编)如图所示,在一个无色塑料瓶的一侧开个小孔,塑料瓶内盛水,让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时,会看到光随着弯弯的水流照到地面,在地面上形成一个光斑。
(1)在这个实验中,激光沿水流的
(2)实验中从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的光导纤维,由此说明用来进行光纤通信的光纤
(1)在这个实验中,激光沿水流的
内
(填“内”或“外”)壁经过多次反射
(填“反射”或“折射”),最后照到地面。(2)实验中从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的光导纤维,由此说明用来进行光纤通信的光纤
能
(填“能”或“不能”)弯曲。答案
4.(1)内;反射 (2)能
解析
【分析】本题结合水流传光的实验，考查光纤通信的原理，解题思路是：将水流类比光导纤维，光在水流中传播时，利用水与空气的界面发生全反射，从而沿弯曲的水流传播，据此分析填空。
【解析】(1) 当水从小孔流出形成弯曲的水流时，水流的结构类似光导纤维，光在水流内部传播，由于水的折射率大于空气，光在水和空气的界面上会发生多次全反射，因此激光沿水流的内壁（内部）经过多次反射，最终照到地面。故第一空填“内”，第二空填“反射”。(2) 实验中流出的水柱是弯曲的，光依然能沿弯曲的水柱传播，说明光导纤维（光纤）可以弯曲，故填“能”。
【答案】(1)内；反射 (2)能
【知识点】光的全反射、光纤通信
【点评】本题通过生活中的小实验考查光纤通信的原理，将抽象的物理知识与实际现象结合，帮助学生理解光的全反射在实际中的应用，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】(1) 当水从小孔流出形成弯曲的水流时，水流的结构类似光导纤维，光在水流内部传播，由于水的折射率大于空气，光在水和空气的界面上会发生多次全反射，因此激光沿水流的内壁（内部）经过多次反射，最终照到地面。故第一空填“内”，第二空填“反射”。(2) 实验中流出的水柱是弯曲的，光依然能沿弯曲的水柱传播，说明光导纤维（光纤）可以弯曲，故填“能”。
【答案】(1)内；反射 (2)能
【知识点】光的全反射、光纤通信
【点评】本题通过生活中的小实验考查光纤通信的原理，将抽象的物理知识与实际现象结合，帮助学生理解光的全反射在实际中的应用，难度适中。
【难度系数】0.6
5. 🎯 根据材料回答以下问题：
从光纤通信到量子通信——信息传输的新革命
在现代社会，光纤通信是互联网、电话、电视等信息传输的主要方式，但存在信号衰减问题，限制了传输距离。短距离光纤通信时，光信号的最大传播距离$R$和发射功率$P$之间存在一定的关系，经验上可以用以下近似公式描述：$R = k × \sqrt{P}$，$k$是一个经验常数（在短距离光纤通信条件下可取$6300\ \mathrm{m} · \mathrm{W}^{-\frac{1}{2}}$）。长距离光纤通信则需借助掺铒光纤放大器（EDFA）等设备补偿信号损失。
量子通信与传统光纤通信机制不同。传统光纤通信靠光信号的强度传输信息，量子通信则利用光子的量子特性，如量子纠缠让处于“纠缠态”的光子无论相距多远，状态同步变化；量子密钥分发通过光子的量子态加密信息，不依赖功率传输。
量子通信具备高安全性、长距离信息共享、抗干扰及不可克隆等优势。窃听会改变光子量子态被察觉；量子纠缠保障远距离信息共享的完整性；其抗干扰能力强，能在复杂环境稳定运行；量子信息不可复制篡改，可靠性高。尽管面临技术挑战，但其在高安全性信息传输领域前景广阔。
(1)与传统光纤通信相比，量子通信的优势是
(2)若某光纤通信系统的发射功率为10 mW，该光信号的最大传播距离为
(3)（立德树人 安全意识）量子通信技术在信息安全方面有重要应用。请举出一个日常生活中需要信息安全保护的例子，并说明信息安全的重要性。
从光纤通信到量子通信——信息传输的新革命
在现代社会，光纤通信是互联网、电话、电视等信息传输的主要方式，但存在信号衰减问题，限制了传输距离。短距离光纤通信时，光信号的最大传播距离$R$和发射功率$P$之间存在一定的关系，经验上可以用以下近似公式描述：$R = k × \sqrt{P}$，$k$是一个经验常数（在短距离光纤通信条件下可取$6300\ \mathrm{m} · \mathrm{W}^{-\frac{1}{2}}$）。长距离光纤通信则需借助掺铒光纤放大器（EDFA）等设备补偿信号损失。
量子通信与传统光纤通信机制不同。传统光纤通信靠光信号的强度传输信息，量子通信则利用光子的量子特性，如量子纠缠让处于“纠缠态”的光子无论相距多远，状态同步变化；量子密钥分发通过光子的量子态加密信息，不依赖功率传输。
量子通信具备高安全性、长距离信息共享、抗干扰及不可克隆等优势。窃听会改变光子量子态被察觉；量子纠缠保障远距离信息共享的完整性；其抗干扰能力强，能在复杂环境稳定运行；量子信息不可复制篡改，可靠性高。尽管面临技术挑战，但其在高安全性信息传输领域前景广阔。
(1)与传统光纤通信相比，量子通信的优势是
具有更高的安全性、长距离信息共享能力(或具有抗干扰能力和不可克隆性)
（请写两个）。(2)若某光纤通信系统的发射功率为10 mW，该光信号的最大传播距离为
630
m。(3)（立德树人 安全意识）量子通信技术在信息安全方面有重要应用。请举出一个日常生活中需要信息安全保护的例子，并说明信息安全的重要性。
答案
5.【解】(1)具有更高的安全性、长距离信息共享能力(或具有抗干扰能力和不可克隆性) (2)630
(3)在社交媒体平台上,用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。若信息安全得不到保障,这些信息可能被不法分子利用,进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用。
【点拨】(2)由短文知,当某光纤通信系统的发射功率为10 mW时,该光信号的最大传播距离 $R=6\ 300\ \mathrm{m} · \mathrm{W}^{-\frac{1}{2}} × \sqrt{10×10^{-3}\ \mathrm{W}}=630\ \mathrm{m}$。
(3)在社交媒体平台上,用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。若信息安全得不到保障,这些信息可能被不法分子利用,进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用。
【点拨】(2)由短文知,当某光纤通信系统的发射功率为10 mW时,该光信号的最大传播距离 $R=6\ 300\ \mathrm{m} · \mathrm{W}^{-\frac{1}{2}} × \sqrt{10×10^{-3}\ \mathrm{W}}=630\ \mathrm{m}$。
解析
【分析】
本题包含三个小问题：第(1)题需从给定材料中提取量子通信相较于传统光纤通信的优势，直接定位材料中量子通信的优势描述即可；第(2)题需运用材料给出的近似公式进行计算，注意功率单位的换算；第(3)题需结合日常生活实际，举出信息安全相关例子并说明其重要性，需联系生活场景作答。
【解析】
(1) 阅读材料可知，量子通信的优势有高安全性、长距离信息共享、抗干扰、不可克隆等，选取任意两个即可，如高安全性、长距离信息共享能力；
(2) 已知经验常数$k=6300\ \mathrm{m} · \mathrm{W}^{-\frac{1}{2}}$，发射功率$P=10\ \mathrm{mW}=10×10^{-3}\ \mathrm{W}$，代入公式$R=k × \sqrt{P}$，计算得：$\sqrt{10×10^{-3}}=0.1$，因此$R=6300×0.1=630\ \mathrm{m}$；
(3) 举例：在社交媒体平台上，用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。信息安全得不到保障时，这些信息可能被不法分子利用，进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用，所以信息安全能保护个人隐私，避免财产损失和身份权益受损。
【答案】
(1) 高安全性、长距离信息共享能力（或抗干扰能力和不可克隆性）；(2) 630；(3) 在社交媒体平台上，用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。若信息安全得不到保障，这些信息可能被不法分子利用，进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用。
【知识点】
信息通信技术、物理公式应用、信息安全常识
【点评】
本题结合材料考查信息提取、公式计算和实际应用，难度适中，要求学生仔细阅读材料，准确提取关键信息，完成计算并联系生活实际作答，体现了理论联系实际的学科要求。
【难度系数】
0.7
本题包含三个小问题：第(1)题需从给定材料中提取量子通信相较于传统光纤通信的优势，直接定位材料中量子通信的优势描述即可；第(2)题需运用材料给出的近似公式进行计算，注意功率单位的换算；第(3)题需结合日常生活实际，举出信息安全相关例子并说明其重要性，需联系生活场景作答。
【解析】
(1) 阅读材料可知，量子通信的优势有高安全性、长距离信息共享、抗干扰、不可克隆等，选取任意两个即可，如高安全性、长距离信息共享能力；
(2) 已知经验常数$k=6300\ \mathrm{m} · \mathrm{W}^{-\frac{1}{2}}$，发射功率$P=10\ \mathrm{mW}=10×10^{-3}\ \mathrm{W}$，代入公式$R=k × \sqrt{P}$，计算得：$\sqrt{10×10^{-3}}=0.1$，因此$R=6300×0.1=630\ \mathrm{m}$；
(3) 举例：在社交媒体平台上，用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。信息安全得不到保障时，这些信息可能被不法分子利用，进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用，所以信息安全能保护个人隐私，避免财产损失和身份权益受损。
【答案】
(1) 高安全性、长距离信息共享能力（或抗干扰能力和不可克隆性）；(2) 630；(3) 在社交媒体平台上，用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。若信息安全得不到保障，这些信息可能被不法分子利用，进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用。
【知识点】
信息通信技术、物理公式应用、信息安全常识
【点评】
本题结合材料考查信息提取、公式计算和实际应用，难度适中，要求学生仔细阅读材料，准确提取关键信息，完成计算并联系生活实际作答，体现了理论联系实际的学科要求。
【难度系数】
0.7
